MINERALISCHE ADSORBENTIEN, FILTERMITTEL UND TROCKENMITTEL
Molekularsiebe sind kristalline Metallaluminosilikate mit einem dreidimensionalen Netzwerk aus Siliciumdioxid- und Aluminiumtetraedern. Natürliches Hydratwasser wird diesem Netzwerk durch Erhitzen entzogen, wodurch gleichmäßige Hohlräume entstehen, die selektiv Moleküle einer bestimmten Größe adsorbieren.
In der Gasphase wird üblicherweise ein Sieb mit 4 bis 8 Maschen verwendet, in der Flüssigphase üblicherweise ein Sieb mit 8 bis 12 Maschen. Die Pulverformen der Siebe 3A, 4A, 5A und 13X eignen sich für spezielle Anwendungen.
Molekularsiebe sind seit langem für ihre Trocknungseigenschaften (sogar bis 90 °C) bekannt und haben sich in jüngster Zeit als nützlich für synthetische organische Verfahren erwiesen. Sie ermöglichen häufig die Isolierung gewünschter Produkte aus Kondensationsreaktionen, die von allgemein ungünstigen Gleichgewichten bestimmt werden. Diese synthetischen Zeolithe entfernen nachweislich Wasser, Alkohole (einschließlich Methanol und Ethanol) und HCl aus Systemen wie Ketimin- und Enaminsynthesen, Esterkondensationen und der Umwandlung ungesättigter Aldehyde in Polyenale.
| Typ | 3A |
| Zusammensetzung | 0,6 K2O : 0,40 Na2O : 1 Al2O3 : 2,0 ± 0,1SiO2 : x H2O |
| Beschreibung | Die 3A-Form wird hergestellt, indem die inhärenten Natriumionen der 4A-Struktur durch Kaliumkationen ersetzt werden, wodurch die effektive Porengröße auf ~3 Å reduziert wird, wobei Durchmesser >3 Å, z. B. Ethan, ausgeschlossen sind. |
| Hauptanwendungen | Kommerzielle Dehydratation ungesättigter Kohlenwasserstoffströme, einschließlich Crackgas, Propylen, Butadien und Acetylen; Trocknung polarer Flüssigkeiten wie Methanol und Ethanol. Adsorption von Molekülen wie NH3 und H2O aus einem N2/H2-Strom. Gilt als universelles Trocknungsmittel in polaren und unpolaren Medien. |
| Typ | 4A |
| Zusammensetzung | 1 Na2O: 1 Al2O3: 2,0 ± 0,1 SiO2: x H2O |
| Beschreibung | Diese Natriumform stellt die Molekularsiebfamilie Typ A dar. Die effektive Porenöffnung beträgt 4 Å, wodurch Moleküle mit einem effektiven Durchmesser von >4 Å, z. B. Propan, ausgeschlossen sind. |
| Hauptanwendungen | Bevorzugt für die statische Dehydratation in geschlossenen Flüssigkeits- oder Gassystemen, z. B. bei der Verpackung von Medikamenten, elektrischen Bauteilen und verderblichen Chemikalien; zur Wasserabscheidung in Druck- und Kunststoffsystemen sowie zur Trocknung gesättigter Kohlenwasserstoffströme. Adsorbierte Spezies sind unter anderem SO₂, CO₂, H₂S, C₂H₄, C₂H₆ und C₃H₆. Gilt allgemein als universelles Trocknungsmittel in polaren und unpolaren Medien. |
| Typ | 5A |
| Zusammensetzung | 0,80 CaO : 0,20 Na2O : 1 Al2O3: 2,0 ± 0,1 SiO2: x H2O |
| Beschreibung | Zweiwertige Calciumionen anstelle von Natriumkationen ergeben Öffnungen von ~5 Å, die Moleküle mit einem effektiven Durchmesser von >5 Å ausschließen, z. B. alle 4-Kohlenstoffringe und Isoverbindungen. |
| Hauptanwendungen | Trennung von Normalparaffinen von verzweigtkettigen und zyklischen Kohlenwasserstoffen; Entfernung von H2S, CO2 und Mercaptanen aus Erdgas. Adsorbierte Moleküle umfassen nC4H10, nC4H9OH, C3H8 bis C22H46 und Dichlordifluormethan (Freon 12®). |
| Typ | 13X |
| Zusammensetzung | 1 Na2O: 1 Al2O3 : 2,8 ± 0,2 SiO2 : xH2O |
| Beschreibung | Die Natriumform stellt die Grundstruktur der Typ-X-Familie dar, mit einer effektiven Porenöffnung im Bereich von 910¼. Adsorbiert beispielsweise nicht (C4F9)3N. |
| Hauptanwendungen | Kommerzielle Gastrocknung, Luftaufbereitung von Pflanzenfutter (gleichzeitige Entfernung von H2O und CO2) und Süßung von flüssigen Kohlenwasserstoffen/Erdgasen (Entfernung von H2S und Mercaptan). |
Veröffentlichungszeit: 16. Juni 2023
